大气压空气介质阻挡放电的数值模拟

摘要

常压介质阻挡放电(DBD)是等离子灭菌和废气处理应用中形成等离子体的主要方法.为了理解空气放电产生等离子体的基本过程,建立了包含20种成分和75种化学反应过程的多组分自洽一维流体模型.通过对同轴圆柱介质阻挡放电进行数值模拟,研究频率为10 kHz、峰值电压为20 kV的正弦电压驱动的常压空气介质阻挡放电的基本特性.结果表明:在一个正弦周期内将有两次不对称的电流峰;电流峰期间电子、电场与空间电荷之间以流注放电的形式变化;等离子体在正负电流期间的电子密度和电子温度分别可达(1～3)×1019/m3和7～9 eV;放电过程中主要活性粒子为N、O、O2(a’△g),主要的带电粒子为电子、O1+、O2-与O-.